页岩水化作用及其对水相返排的影响-以四川盆地威远地区龙马溪组为例

摘要

以四川盆地威远地区龙马溪组页岩为研究对象,开展页岩水化浸泡和返排实验。首先,通过核磁成像技术、核磁共振T2谱和低温N2吸附等测试手段,评价水化过程中样品的孔缝形态与宽度、微孔径分布及比表面积等参数变化;其次,通过高速离心机对比模拟页岩水化前后水相返排过程,探究不同尺度孔隙中流体的返排特征;最后,探讨页岩水化作用机理。研究结果表明:水化过程改变了页岩的孔隙结构;在水化应力的作用下黏土矿物导致页岩孔隙和微裂缝的扩展与衍生,页岩样品孔缝总体积增加6.9%~9.0%,微孔径及比表面积增大,孔隙开放程度及连通性变好;页岩水相返排过程存在孔隙阈值,研究区页岩平均孔隙阈值为31.9 nm,孔隙直径大于阈值的孔隙越多,水相返排效率越高;水相返排过程与孔隙尺度及孔隙类型密切相关,随着返排压差增大,液体克服多种微观作用力控制,返排率不断提高,水化作用对返排率的提高有明显促进效果。